DE2506806A1

DE2506806A1 - Teilchenanalysator

Info

Publication number: DE2506806A1
Application number: DE19752506806
Authority: DE
Inventors: Walter Robert Hogg
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Coulter Electronics Inc
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1975-08-21
Also published as: US3940691A

Description

(Priorität: 19. Februar 1974, USA, Nr. 443 428)

Die Erfindung bezieht sich auf Teilchenzählgeräte, die eine statistische Korrektur an einer erfaßten Folge von von Teilchen abgeleiteten Zählimpulsen bewirken, so daß zufällige koinzidenzbedingte Zählfehler das Endergebnis nicht verfälschen.

Die angesprochenen Teilchenzählgeräte enthalten Teilchenerfassungsoder -meßzonen, in denen sich jeweils mehrere Teilchen befinden können, so daß zufällig oder willkürlich Koinzidenzen auftreten.

Als elektronisches Teilchenzähl- und -analysegerät ist der sogenannte Coulter-Zähler bekannt. Dieses Gerät sowie Teile desselben sind in verschiedenen Druckschriften, z. B. in den US-PSen 2 656 508, 2 985 830 und 3 259 842 beschrieben. Ein wesentlicher Teil des Coulter-Zählers ist die kleine Tastöffnung oder -zone, im folgenden als Meßfenster bezeichnet, gegenüber der bzw. durch die die zu erfassenden einzelnen Teilchen oft mit einer Durchsatzmenge von bis zu 1 000/sec hindurchtreten und erfaßt werden. Wegen

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der physikalischen Parameter des Meßfensters und der Teilchenkonzentration treten häufig Koinzidenzen zweier Teilchen im Meßfenster auf. Sie werden daher als ein Teilchen erfaßt und gezählt.

Obwohl die primäre Form des Zählverlusts durch Koinzidenz zeitlich zufällig ist, folgt sie einer statistisch feststellbaren Funktion, aus der Kurven, Tabellen und Gleichungen ableitbar sind. Eine verhältnismäßig einfache Gleichung ist N¹ = K N . Darin sind N' die Gesamtzahl der Koinzidenzen, d. h. der zu ergänzende Betrag, K eine hauptsächlich von den physikalischen Parametern der Tastelemente des Geräts abhängige Konstante und N die zu korrigierende, d. h. zu vergrößernde Zählung. Die wahre oder korrigierte Zählung Nq ist dann gleich der Summe von N + IV .

Aus der DT-OS 2 314 578 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Korrektur koinzidenzbedingter Zählfehler bei Teilchenanalysatoren bekannt. Aus dieser Druckschrift geht hervor, daß eine fehlerkorrigierte Teilchenimpulszählung aus folgender Gleichung erhalten werden kann:

N₀ = N_{11 +} KN^ (1)

Darin sind N_ die wahre oder korrigierte Zählung, N_R die Rohzählung und K eine hauptsächlich von den physikalischen Parametern der Tastelemente des Geräts abhängige Konstante. Ferner ist es hieraus bekannt, daß zwei Gleichungen wie die obige Gleichung (1) gleichzeitig gelöst werden können und eine Gleichung für Nq mit nur zwei zueinander in Beziehung stehenden Rohzählungen N^ und Np ergeben, so daß K eliminiert wird, ein Parameter, der nur schwer zu bestimmen ist. Die nur die Terme N, und Np enthaltende Gleichung für Nq ist für jede Art unterschiedlich, in der die beiden zueinander in Beziehung stehenden Zählungen IL und N₂ gewonnen werden. Die beiden zueinander in Beziehung stehenden Zählungen können folgendermaßen gewonnen werden:

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a) indem man ein Probenvolumen durch verschiedene Meßfenster mit bekannter Differenz ihrer kritischen YolumenbeZiehung leitet, um N.. und Np zu erhalten;

b) indem man ein Probenvolumen durch verschiedene Meßfenster mit dem gleichen kritischen Volumen leitet und ein Ausgangssignal als Ν., und die Summe der Ausgangs signale als N„ verwendet; ö) indem man zwei unterschiedliche Lösungen bekannten Verdünnungsverhältnisses der Probe durch ein einziges Meßfenster leitet, um N₁ und Np zu erhalten;

d) indem man eine Probe durch ein Meßfenster leitet, N^ feststellt, verzögert und zur Bildung von N~ zu sich selbst addiert.

I¹Ur diese Arten der Feststellung von N^ und Np ist in der genannten DT-OS eine Gleichung für N_Q mit ausschließlich den beiden Termen N₁ und Np angegeben.

Die nach einem der obigen Verfahren gebildeten Rohzählungen IL und Np werden in Akkumulatoren oder Speichern aufgespeichert. Wenn die Zählungen aufgelaufen sind, werden die Gesamtzählungen in einer der Gleichungen verwendet, woraus sich dann die wahre oder korrigierte Zählung ergibt.

Nachteilig ist an dem oben beschriebenen Verfahren und an dem beschriebenen Gerrit, daß die wahre oder korrigierte Zählung erst erhalten werden kann, wenn beide Rohzählungen N.. und Np vollständig aufgelaufen sind. Außerdem sind die zum Erhalt der wahren Zählung verwendeten Gleichungen, die die beiden Terme N.. und N_? enthalten, verhältnismäßig kompliziert. Zur schnellen lösung dieser Gleichungen müssen die aufgelaufenen Gesamtzählungen N. und Np einer Recheneinrichtung, beispielsweise einem Elektronenrechner, zugeführt werden, der die wahre oder korrigierte Zählung schnell berechnen kann.

5 η 9 s ^ λ / η ι -> η

Der erfindungsgemäße, bei der Zählung von Teilchenimpulsen Koinzidenzfehlern unterworfene Teilchenanalysator zeichnet sich aus durch eine erste MeßZonenanordnung zur Erzeugung einer ersten Teilhenimpulsreihe mit einer ersten Anzahl von Teilchenimpulsen, die beim Durchtritt einer mehrere zu zählende Teilchen enthaltenden Probe durch die Meßzone entstehen, durch eine Erzeugungsschaltung zur Erzeugung einer zweiten Reihe von Teilchenimpulsen mit einer zweiten Anzahl von Teilchenimpulsen, die entweder auf einer mehrere Teilchen enthaltenden zweiten Probe oder auf einer mehrere Teilchen enthaltenden hypothetischen zweiten Probe basieren und mit einer bestimmten Beziehung zur ersten Teilchenimpulsreihe, die durch das Probenvolumen, die Probenverdünnung oder das Meßzonenvolumen für die erste Meßzonenanordnung bestimmt ist, und durch eine an die erste Meßzonenanordnung und an die Erzeugungsschaltung angeschlossene Schaltung zur mathematischen Änderung der ersten Anzahl von Teilchenimpulsen in der ersten Impulsreihe und/oder der zweiten Anzahl von Teilchenimpulsen in der zweiten Impulsreihe, wobei die Schaltung weiterhin die Anzahl der ersten und zweiten Teilchenimpulse in der ersten und zweiten Teilchenimpulsreihe entsprechend einer bestimmten mathematischen Gleichung zur Erzeugung einer fehlerkorrigierten Teilchenimpulszählung aufspeichert.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 die schematischen Darstellungen des Profils einer Ausführungsform eines Tast- oder Meßplättchens mit durch dessen Fenster längs dreier Bahnen hindurchtretenden Teilchen und der sich beim Durchtritt durch dieselbe ergebenden elektrischen Impulse;

Fig. 2 das Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des Teilchenanalysators;

Fig. 3 das Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Teilchenanalysators;

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Fig. 4 das Blockschaltbild eines bevorzugten Teilchenanalysators;

und
Fig. 5 mehrere Diagramme repräsentativer Teilchenimpulse zur Erläuterung des Teilchenanalysators der Fig. 4.

Wie erwähnt, kann der koinzidenzbedingte Zählfehler bei Coulter-Teilchendetektoren nach folgender Gleichung korrigiert werden:

Darin äind $L die wahre oder korrigierte Zählung, N_R die Rohzählung und K eine hauptsächlich mit den physikalischen Parametern der Tastelemente des Geräts in Beziehung stehende Konstante.

Auch folgende G-leichung hat sich als ebenso richtig erwiesen:

N₀ = N_R(1 + ElT₀) . (2)

Darin sind EL und Ep die gleichen Größen wie in Gleichung (1). K ist ebenfalls die gleiche Zonstante wie in Gleichung (1)_S hat jedoch einen unterschiedlichen Wert. Diese Gleichung ist zwar seit langem bekannt, sie wurde jedoch bisher nicht verwendet, weil EL von Nq abgeleitet werden muß. Gleichung (2) kann jedoch auch folgendermaßen nach N_n aufgelöst werdenί

H₀ = T^- = N_R (1 -5- m_R + K²N_R + A^ + . ο..). R

Aufgrund während langer Zeit gesammelter statistischer Daten ist bekannt, daß bei allen praktisch vorkommenden Teilchenkonzentrationen, die durch einen Coulter-Teilchendetektor geleitet werden,

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die Größe K2L, wesentlich kleiner als 1 ist. Daher können K Έ_ο

Λ. Ά

und die restlichen Terme höherer Ordnung der obigen Reihe vernach-

lässigt werden, so daß sich folgende Gleichung ergibtt N₀ = E_R (1 + EN_R) .

Diese Gleichung ist bis auf den sich etwas unterscheidenden Wert E identisch mit der Gleichung (1). Dies zeigt, daß die Gleichung (2) ebenso richtig ist wie die Gleichung" (1). löst man die Gleichung .(2) nach. 2<_R auf, so ergibt sich folgende Gleichung:

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³R = = ν (1 - KN + κ² ν² - κ⁵ ir' + ..) (3)

Aus lange gesammelten statistischen Daten und Informationen ist es bekannt, daß für sämtliche praktischen Teilchenkonzentrationen, die durch Coulter-Teilchendetektoren geleitet werden, die Größe KN^T„

2 9 -U wesentlich kleiner als 1 ist. Daher sind K ÜLj" und die restlichen

Terme höherer Ordnung der Gleichung (3) vernachlässigbar klein, so daß sich folgende Gleichung ergibtt

Gleichung (4) bedeutet, daß die Rohzählung, also die fehlerbehaftete Zählung gleich dem wahren Wert abzüglich eines Verlusts ist, der proportional ist zum Quadrat der wahreii Zählung.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines typischen Plättcliens 10 eines Coulter-Zähl— und Größenbestimmungsgeräts mit einem Meßfenster Das Meßfenster ist als zylindrische Bohrung mit scharfe?! Kanten und 16 dargestellt. Wird mittels nichtgezeigter, an den beiden gegenüberliegenden Seiten des Plättchens angeordneter Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt, so fließt von der einen Seite zur anderen, beispielsweise von links nach rechts, ein Strom. Das Plättchen 10 mit dem Fenster 12 taucht in ein Probenfluid oder einen Elektrolyten ein. Bei durch das Fluid bzw, die Flüssigkeit durchtretendem elektrischem Strom ist die Stromdichte innerhalb und angrenzend zum Meßfenster unterschiedlich von der in den anderen Teilen der Flüssigkeit, durch die der Strom hindurchtritt. Im Meßfenster selbst ändert sich die elektrische Stromdichte von Punkt zu Punkt. Sie ist an den Ecken 14 und 16 wesentlich höher als an anderen Punkten.

In Fig. 1 sind einige die Stromdichte darstellende Isopotential- linien aufgezeichnet. Sie treten jeweils senkrecht in die äußere Oberfläche des Plättchens 10 ein. Die mittlere Isopotentiallinie 18 im Fenster 12 verläuft genau quer zum Fenster. Die an den Enden

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-ν

des Fensters liegenden Isopotentiallinien 20 sind etwas nach außen ausgebogen, während die noch weiter außen liegenden Isopotentiallinien noch stärker gebogen sind. Insgesamt bildet das innerhalb des Fensters sowie das in der Nähe der Grenzen des Fensters befindliche Fluid ein Volumen, das durch die Konzentration oder das Maß der Stromdichte beeinflußt wird und so eine "Tastumgebung" oder ein kritisches Volumen CV. bildet, bei desen Durchtritt die Teilchen eine Widerstandsänderung verursachen und meßbare Impulse erzeugen. Die Stromdichte innerhalb des Heßfensters 12 ist insgesamt größer als die außerhalb des Heßfensters, ihr Maximum erreicht die Stromdichte an den Ecken 14 und 16, wo der elektrische Strom sozusagen um die Ecke herum ins Fenster 12 eintritt und deshalb größer ist als in der Mitte des Fensters.

Es seien nun die in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Bewegungsbahnen dreier Teilchen A, B und C betrachtet, die von links nach rechts durch das Fenster 12 hindurchtreten. Das erste Teilchen A bewegt sich etwa längs der Mittelachse des Fensters mit dem Flüssigkeitsstrom . Während es von links nach rechts durch den Wirkungsbereich der erhöhten Stromdichte hindurchtritt, wirkt es sich in der Nähe der Mitte des Fensters am stärksten auf den Widerstand des Tastraumes aus, wo die Isopotentiallinien 18 am nächsten aneinander und parallel zueinander verlaufen. Der sich ergebende, mit einer anhand der Fig.2 bis 4 zu erläuternder Detektoreinrichtungen erfaßte Impuls A hat eine Amplitude AMP.A in seiner Mitte, die der Größe des Teilchens A proportional ist. Die Dauer des Impulses ist gleich der Aufenthaltsdauer des Teilchens im Bereich des Fensters, d. h. innerhalb seines elektrischen Einflusses. Diese Zeit ist wesentlich länger als der Länge L des Fensters 12 entspricht, da,wie erwähnt, auch außerhalb der geometrischen Grenzen des Fensters entsprechend den nach außen vortretenden Isopoteniallinien eine verhältnismäßig hohe elektrische Stromdichte herrscht.

b Π Ι ; w C 7 2 9

Treten sämtliche Teilchen längs der gleichen Bahn wie das Teilchen A längs oder in der Mitte der Achse des Fensters 12 hindurch, so haben sie sämtlich das Aussehen des Impulses A. Lediglich ihre Amplituden sind entsprechend der Größe der einzelnen Teilchen verschieden groß. Die Abmessungen sind selbstverständlich in der I'ig. 1 übertrieben dargestellt, um ein besseres Verständnis der Diskussion zu ermöglichen. Die G-esamtdauer der Impulse liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 20 bis 40 /us.

Es treten jedoch nicht sämtliche Teilchen auf ähnlichen Bahnen wie das Teilchen A durch das Fenster 12 hindurch. Manche Teilchen bewegen sich längs Bahnen, die erheblich aus der Achse der Flüssigkeitsströmung verschoben sind. Sie werden beispielsweise in das Fenster hineingezogen, unmittelbar bevor der Strom in den Eintritt des Fensters 12 eintritt, beispielsweise wie das Teilchen C, oder noch näher am Eintritt, wie das Teilchen B.

Darüber hinaus können sich mehr als ein Teilchen gleichzeitig oder zumindest zeitlich überlappend im Tastbereich befinden und sich durch diesen hindurchbewegen. Es sei angenommen, daß die sich durch das Fenster hindurchbewegenden Teilchen A und B gleich groß sind, während das Teilchen C die doppelte Größe haben soll, so daß auch die Amplitude des von ihm erzeugten Impulses AMP.C doppelt so hoch ist wie die Amplitude AMP .A, wenn die Teilchen A und C längs der Bahn des Teilchens A zu unterschiedlichen Zeiten dirch das Fenster hindurchtreten. Das Teilchen B bewegt sich jedoch sehr nahe an der Ecke 14 vorbei, wo die Stromdichte maximal ist, so daß der Widerstand des Fensters 12 an dieser Stelle erhöht wird. Demzufolge ergibt sich am Beginn des Impulses B eine Spitze 24 der Amplitude AMP.B.

Wenn das Teilchen B in das Meßfenster 12 eintritt, bewegt es sich in den Einflußbereich des elektrischen Stroms im Bereich 18, wo die Stromdichte ziemlich gleichmäßig ist, so daß die entsprechende

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Amplitude des Impulses B an der Stelle 26 gleich der Amplitude AMP.A des Impulses A ist. Das Teilchen B tritt dann aus dem Fenster 12 aus, indem es an der Ecke 16 einen Bereich hoher Stromdichte passiert, so daß eine weitere Spitze 28 entsteht, deren Amplitude höher ist als die an der Stelle 26 des Impulses.

Das Teilchen C, das doppelt so groß wie das Teilchen A oder B ist, d. h., sein Volumen ist gleich der Summe ihrer Volumina, erzeugt bei seiner Bewegung durch das Fenster den Impuls G mit der Spitze 30 und der Amplitude AMP.C, die kleiner als die Amplitude AMP.B der Spitze 24 und größer als die Amplitude AMP.A ist. Der Impuls C hat weder ein glatt gekrümmtes Maximum wie der Impuls A noch zwei einzelne Spitzen wie der Impuls B. Auch ist keiner der Impulse abgeflacht. Es gibt also kein einzelnes Profil, das zur Unterscheidung eines von einem einzelnen Teilchen erzeugten Impulses von einem bei Koinzidenz zweier oder mehrerer Teilchen in der Meßzone tauglich wäre. Dieser Schluß ist richtig, obwohl der Impuls A das bevorzugte Profil hat, da bei Koinzidenz entstehende Impulse das gleiche Profil haben können wie die Impulse A, B oder C. Dies sei anhand des Impulses A +■ B erläutert, der gemäß den Impulsdiagrammen der Fig. 5 tatsächlich entsteht.

Treten die Teilchen A und B gleichzeitig längs ihrer jeweiligen Bahn durch den Meßbereich hindurch, so erzeugen sie den in Fig. 1 gezeigten Impuls A + B. Dieser Impuls bildet die Punkt um Punkt aufgetragene Summe der Impulse A und B, als ob sie einander überlagert gezeichnet wurden. Die auffallende Ähnlichkeit zwischen dem Impuls C und dem Impuls A + B ist zwar einmalig, läßt jedoch keinen Zweifel daran, daß zwei Teilchen einen elektronischen Impuls erzeugen können, der auch von einem einzigen Teilchen unterschiedlicher Größe erzeugt wird. Bei der Zählung und Größenklassierung mit Hilfe eines Coulter- Zählers geht daher eine Teilchenzäh lung verloren, wenn ein Impuls A + B durch zeitliche Koinzidenz von Teilchen in dem Fenster erzeugt wird;

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-Xf-

Zur Entstehung eines koinzidenzbedingten Zählverlustes brauchen die Teilchen A und B nicht gleichzeitig durch das Fenster hindurchzutreten. Treten zwei Teilchen zeitlich geringfügig gegeneinander versetzt durch das Fenster hindurch, so entsteht ein Impuls mit zwei Spitzen ähnlich dem Impuls B. Wenn nicht das Tal 26 zwischen den Spitzen'24 und 28 eines dem Impuls B ähnlichen Impulses niedrig genug ist, um einen niedrigen Schwellenwert zu durchlaufen, oder in anderer Weise unterscheidbar geneigt ist, kann mit einer einfachen Schwellenschaltung nicht zwischen einem Impuls B, der aus einem oder zwei Teilchen herrührt, unterschieden werden. Ss wird daher nur ein Teilchen gezählt, so daß koinzidenzbedingt ebenfalls eine Zählung verlorengeht.

Könnte in den Gleichungen (2) bis (4) das kritische Volumen CV. oder die Meßkonstante K ermittelt werden, so könnte das Problem der Eoinzidenzfehler leichter und genauer gelöst werden als bisher. Dies soll nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit Hilfe der Schaltungen der Fig. 2 bis 4 erreicht werden, mit deren Hilfe K und CV. als Unbekannte ausgeschieden werden.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit einer gemeinsamen Probenquelle 32, die zwei Fensteranordnungen 34 und 36 speist, die ihrerseits ihre Ausgangsimpulse Verstärkern 38 bzw. 40 und Schwellenschaltungen 42 bzw. 44 zuleiten. Es sei hier angenommen, daß die Fensterblöcke 34 und 36 nicht nur das Plättchen 10 und das Fenster 12, sondern auch die Fensterröhren, Becher, Probenbewegungs- und -meßanordnungen, Elektroden usw. enthalten, wie sie bei Coulter-Zählern bekannt sind.

Besteht der Teilchenanalysator nicht aus einem Coulter-Gerät, so enthalten die Blöcke 34 und 36 die entsprechende Meßzonenanordnung. Der Ausdruck "Öffnung" oder "Fenster" ist nicht als Einschränkung zu verstehen.

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Für das erste Ausführungsbeispiel des Teilehenanalysators sei angenommen, daß die Meßfenster in den Blöcken 34 und 36 der Fig. 2 unterschiedliche Volumina aufweisen, wobei das Meßfenster des Blocks 36 das doppelte kritische Volumen aufweisen soll wie das Meßfenster des Blocks 34. Durch Einsetzen in Gleichung (4) erhält man:

N₁ = (1 - K₁H₀) und (5)

worin die Rohzählungen Nn der Fenster 34 und 36 N₁ bzw. N₂ und ihre Meßkonstanten K. bzw. K_? sind. Da als Beispiel das Meßfenstervolumen 1 :2 gewählt wurde, ist 2K, = K₂. Durch Einsetzen in die Gleichungen (5) und (6) erhält man:

N₁ = (1 - K₁N₀) N₀ und (7)

N₂ = (1 - 2K₁N₀) N₀ . (8^

Löst man diese Gleichungen gleichzeitig nach N₀, so ergibt sich:

N₀ = 2N₁ - N₂ . (9)

Gleichung (9) enthält keine Eichkonstanten und ist nicht vom kritischen Volumen abhängig. Ferner kann die durch die Gleichung (9) ausgedrückte mathematische Funktion leicht durch elektronische Schaltungen nachgebildet werden, die die Teilchenimpulse kontinuierlich aus den Impulsreihen, die die Rohzählungen darstellen, in wahre oder korrigierte Zählungen weiterverarbeiten können.

Wird bei der Schaltung der Fig. 2 aus der Probenquelle 32 Probensuspension zum Meßfenster 34 geleitet, so entsteht eine Reihe erster Impulse N₁, die vom Meßfenster 34 einem Verstärker 38 zugeleitet werden. Der Verstärker 38 gibt entsprechend den ersten Impulsen vom Meßfenster 34 verstärkte erste Impulse ab, die einer Schwellenschaltung 42 zugeführt werden. Die Schwellenschaltung 42 ist allgemein bekannter Art. Überschreitet ein Eingangssignal einen vorherbestimm-

ten Pegel, so wird ein Ausgangssignal erzeugt. Die Dauer des Ausgangssignals, das eine feste Amplitude aufweist, ist gleich der Zeit,

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- 4-2 -

während der das Eingangssignal die vorherbestimmte Schwellenspannung Überschreitet. Der Einfachheit halber seien die von der Schwellenschaltung 42 erzeugten Impulse als erste Impulse bezeichnet.

Die von der Schwellenschaltung 42 erzeugten ersten Impulse werden einer MuItiplikationsschaltung 46 zugeführt, die die Impulszahl mit zwei multipliziert. Das heißt, für jeden bei der Multiplikationsschaltung 46 einlaufenden ersten Impuls gibt diese an ihrem Ausgang zwei Impulse ab. Hierdurch wird das Produkt 2N^ in Gleichung (9) gebildet.

Die von der MuItiplikationsschaltung 46 erzeugten ersten Impulse werden einem Zähler 48 zugeführt, der aus einem Auf-Ab-Zähler besteht. Bei jedem von der Multiplikationsschaltung 46 einlaufenden Impuls zählt der Zähler 48 aufwärts oder in ansteigender numerischer Reihenfolge, so daß dauernd die Gesamtmenge von 2N^ aufgespeichert oder addiert wird.

Die dem Meßfenster 56 zugeführte Probe erzeugt bei ihrem Durchtritt durch dasselbe eine Reihe Hp zweiter Impulse, die vom Meßfenster 36 einem Verstärker 40 zugeführt werden. Selbstverständlich wird ein geeigneter Fenster-Erregungsstrom angewendet und der Verstärker 40 hat eine ausreichende Verstärkung, um die verminderte Empfindlichkeit des größeren Fensters zu kompensieren. Entsprechend den zweiten Impulsen vom Meßfenster 36 erzeugt der Verßtärker 40 verstärkte zweite Impulse, die einer Schwellenschaltung 44 zugeführt werden. Diese ist identisch mit der Schwellenschaltung 42 und erzeugt wie diese beim Einlaufen der zweiten Impulse von der Schwellenschaltung 42, die eine vorherbestimmte Amplitude übersteigen, zweite Impulse.

Die von der Schwellenschaltung 44 abgegebenen zweiten Impulse wer- den einem zweiten Eingang, dem Ab-Zähleingang des Zählers 48 zugeführt. Der Zähler 48 zählt bei jedem von der Schwellenschaltung

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einlaufenden Impuls abwärts oder in abnehmender numerischer Reihenfolge, so daß Np laufend vom im Zähler 48 aufgespeicherten Gesamtwert abgezogen wird. Der Zählerstand des Zählers 48 stellt daher zu jedem Augenblick die wahre oder korrigierte Zählung N der Gleichung (9) dar, wenn die Durchflußmengen durch beide Meßfenster auf gleiche Werte eingestellt werden.

Der jeweils im Zähler 48 befindliche Zählerstand kann einem Anzeigegerät 50 zugeleitet werden, das entweder eine sichtbare Anzeige liefert oder die Werte ausdruckt. Das Anzeigegerät 50 kann die korrigierte aufgespeicherte Gesamtzählung laufend oder auf Anforderung liefern.

Bs sei darauf hingewiesen, daß das Volumenverhältnis den numerischen Multiplikator in Gleichung (9) bestimmt. Ist beispielsweise das Verhältnis 1:5 statt 1:2, so muß die Multiplikationseinrichtung mit 5 multiplizieren, so daß 5K^ = Kp*

Obwohl die beiden Meßfenster 34 und 36 unterschiedliche kritische Volumen haben, muß die gleiche Probenmenge durch jedes fließen. Daher sollte die wahre Zählung der durch dieselben hindurchtretenden Teilchen für jedes Meßfenster die gleiche sein, wenn keine Koinzidenzen auftreten, die sich bei den Fenstern wegen deren unterschiedlicher CV. und K unterschiedlich auswirken.

Bei dem anhand Fig. 2 erläuterten Ausführungsbeispiel besteht die Annahme, daß die Beziehungen hinsichtlich der kritischen Volumina der Meßfenster ermittelbar sind. Dagegen ist. es ebenfalls eine Grundvoraussetzung des Problems,/das tatsächliche Volumen und damit das kritische Volumen eines Meßfensters nicht leicht feststellbar ist. Die genannte Annahme wird durch die genannte Voraussetzung nicht unmöglich oder auch nur unpraktisch, weil die tatsächlichen Volumina nicht festgestellt zu werden brauchen, um zwei Meßfenster mit einem bekannten Verhältnis ihrer unbekannten Volumina empirisch

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konstruieren zu können. Trotzdem kostet aber die Verwendung zweier Meßfenster und zweier paralleler Kanäle von Bauteilen Geld, Platz, Wartung und anderes, die bei Verwendung nur eines Meßfensters vermindert werden können. Dies wird durch die in den Pig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiele erreicht.

In Fig. 3 können das Meßfenster bzw. die Meßfensteranordnung 34, der Verstärker 38, die Schwellenschaltung 42, der Zähler 48 und das Anzeigegerät 50 die gleichen sein wie die ebenso bezeichneten Elemente der Pig. 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel können mit der Probenzuführeinrichtung zwei unterschiedliche Verdünnungen der gleichen Probe mit einem bekannten Verdünnungsverhältnis geliefert werden. Die beiden Verdünnungen sind in Fig. 3 nur schematisch als zwei Probenquellen oder -behälter 32 und 64 dargestellt. Die Verdünnungen können in einer beliebigen Weise gebildet werden, die ein bestimmtes Verdünnungsverhältnis sicherstellt. Beispielsweise kann die Probe 32 analysiert und in den "Behälter" 32 zurückgeleitet und dort verdünnt werden, so daß die Probe 64 entsteht.

Es sei angenommen, daß die Probenverdünnungen gleich 1 :2 sind, wobei die Probe 64, die die Rohzählung Np liefert, aus der die Rohzählung IL ergebenden Probe 32 um den Faktor 2 verdünnt ist. Mit Hilfe einer geeigneten Fluidströmungs-Steuereinrichtung 66 kann bestimmt werden, welche Probe jeweils dem Meßfenster zugeleitet wird. Sie stellt sicher, daß gleiche Probenmengen fließen.

Da das gleiche Meßfenster für beide Verdünnungen verwendet wird, ist die Meßkonstante K in den folgenden Gleichungen (10) bis (13) gleich. Da die wahre Zählung N bezüglich der Probe 64 durch die Verdünnung derselben halbiert wird, wird in der Gleichung (11) der Term HL/2 verwendet. Durch Einsetzen in Gleichung (4) ergibt sich:

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* 4S-

N₁ = N₀ -KN₀ ² ; und (10)

N₂ = N_o/2 - K(N₀/2)² ; (11)

durch Multiplikation

4N₂ = 2N₀ - KN₀ ² ; (12)

durch Subtraktion der Gleichung (10) von Gleichung (11) und Auflösung nach N_Q ergibt sich:

N₀ = 4N₂ - N₁ . (13)

Die G-leichung (13) enthält ebenso wie die G-leichung (9) keine Eichkonstanten und ist nicht von der Kenntnis des kritischen Volumens selbst abhängig. Die in der G-leichung (13) zum Ausdruck kommende mathematische Funktion kann leicht in einer elektronischen Schaltung dargestellt werden, die die Teilchenimpulse aus den die Rohzählung darstellenden Impulsreihen zur wahren oder korrigierten Zählung verarbeiten kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird die die Rohzählung N₂ liefernde Probenzelle 64 liber die Steuereinrichtung 66 zunächst mit dem Meßfenster 34 verbunden. Dies geschieht deshalb, weil gemäß G-leichung (13) eine Menge N. von einer Menge 4N₂ abgezogen wird. Nimmt man an, daß N_Q eine positive Zahl ist, so kann zunächst die Zählung von 4N₂ aufgespeichert werden, es sei denn,daß der Zähler 48 auch negative Zahlen speichern kann. Für die Zwecke dieses Beispiels sei angenommen, daß mit dem Zähler 48 nur positive Zahlen gespeichert werden können.

Wird die Fluidströmungs-Steuereinrichtung 66 so betätigt, daß die Probe 64 zum Meßfenster 34 strömen kann, so betätigt sie auch einen Schalter 68, so daß die Schwellenschaltung 42 mit einer Multiplikationsschaltung 70 verbunden wird. Die dem Meßfenster 34 zugeleitete Probe 64 erzeugt eine Reihe zweiter Impulse beim Durchtritt der Teilchen in der Probe 64 durch das Meßfenster 34. Die Reihe der

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zweiten Impulse Np wird vom Meßfenster 34 dem Verstärker 38 zugeleitet. Dieser verstärkt die zweiten Impulse vom MeßfeiEter 34 und führt sie der Schwellenschaltung 42 zu. Die Schwellenschaltung 42 arbeitet ebenso wie die der Fig. 2. Sie erzeugt zweite Impulse, die über den Schalter 68 der Multiplikationsschaltung 70 zugeführt werden.

Die Multiplikationsschaltung 70 multipliziert mit 4. Das heißt, für jeden der MuItiplikationsschaltung 70 zugeführten zweiten Impuls werden am Ausgang 4 zweite Impulse abgegeben. Die Multiplikationsschaltung 70 nimmt also die Multiplikation 4Np gemäß Gleichung (13) vor. Die vervierfachten zweiten Impulse werden von der Multiplikationsschaltung 70 dem Zähler 48 zugeführt. Dabei zählt dieser aufwärts oder in ansteigender numerischer Reihe, so daß die Gesamtzählung von 4N_? laufend aufgespeichert oder aufaddiert wird.

Wenn die gesamte Probe 64 durch das Meßfenster 34 geströmt ist, wird die Fluidströmungs-Steuereinrichtung 66 umgeschaltet, so daß die Probe 32 zum Meßfenster 34 strömen kann. Durch die Umschaltung der Steuereircichtung 66 wird auch der Schalter 68 umgeschaltet, der dann den Ausgang der Schwellenschaltung 42 mit dem zweiten Eingang des Zählers 48 verbindet.

Durch die über die Steuereinrichtung 66 dem Meßfenster 34 zugeführte Probe 32 wird beim Durchtritt der Teilchen in der Probe 32 durch das Meßfenster 34 eine Reihe N. erster Impulse erzeugt. Diese werden vom Meßfenster 34 dem Verstärker 38 zugeführt, wo sie verstärkt und zur Schwellenschaltung 42 weitergeleitet werden. Diese erzeugt bei den an ihrem Eingang auftretenden, eine vorherbestimmte Schwellenspannung übersteigenden ersten Impulsen wiederum erste Impulse, die über den Schalter 68 dem zweiten Eingang des Zählers 48 zugeführt werden. Der Zähler 48 zählt bei jedem ihm zugeführten ersten Impuls abwärts oder in abnehmender numerischer Reihenfolge, so daß N₁ von der aufgelaufenen Gesamtmenge 4^ subtrahiert wird. Nachdem die

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gesamte Probe 32 vollständig durch das Meßfenster 34 gelaufen ist, hat der Zähler 48 die gesamte korrigierte Zählung N_Q gezählt. Diese Zählung kann der Anzeigeeinrichtung 50 zur Anzeige in einer der anhand Fig. 2 beschriebenen Arten zugeleitet werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 stellt- zwar gegenüber dem der Fig. 2 eine Verbesserung dar, hat aber auch einige Nachteile. Wenn Zeit und Ausrüstung, die zur Herstellung zweier genauer Verdünnungen und zur Durchleitung gleicher Mengen der Probe notwendig sind, sowie die Zeit zur aufeinanderfolgenden Verarbeitung der beiden Verdünnungen eingespart werden könnten, könnte eine weitere Verbesserung der grundsätzlichen Idee der Erfindung erzielt werden. Dies wird durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 erreicht, in der gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 2.

Die Schaltung der Fig. 4 arbeitet unter der Voraussetzung, daß eine einzige, durch nur ein Meßfenster 34 strömende Probe 32 beide Rohzählungen N₁ und Np liefern kann. Hierzu wird eine der Rohzählungen, nämlich die Zählung N₂ künstlich aus der gleichen Teilchenimpulsreihe gebildet, die die Zählung N. erzeugt. Durch Verwendung der gleichen Teilchenimpulse für beide Reihen N. und Np bestehen weniger zufällige Veränderungen zwischen den beiden Rohzählungen als wenn zwei Meßfenster oder zwei Proben verwendet werden. Die beiden Zählungen N. und Np stellen zwei bekannte Verdünnungen dar, wobei die stärkere Verdünnung synthetisch aus der schwächeren mittels einer elektronischen Verzögerungseinrichtung 72 und einer Addierschaltung 74 gewonnen wird, die zwischen dem Meßfenster 34 und einer Schwellenschaltung 44 der beiden in parallelen Kanälen liegenden Schwellenschaltung angeordnet sind.

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Gemäß Pig. 4 und 5 wird die Ausgangsimpulsreihe IL der Teilchenimpulse D bis K von einer Coulter-Meßfensteranordnung 34 über den Verstärker 36 zu einem Verbindungspunkt 16 geleitet, von wo die gesamte Teilchenimpulsreihe 3 getrennten Kanälen zugeführt wird, nämlich der Schwellenschaltung 42, der Verzögerungsschaltung 72 und direkt über eine Eingangsleitung 78 zur Addierschaltung 74. Die verzögerte Reihe NJ der Impulse D¹ bis K¹ wird von der Verzögerungsschaltung über eine Leitung 80 der Addierschaltung zugeführt. Die Verzögerungszeit ist in Fig. 5 zwischen den Impulsen F und F' gezeigt. Die Verzögerungszeit kann beliebig auf fast jeden beliebigen Wert gewählt werden, der größer ist als der, der selbst einen Koinzidenzfehler zwischen einem Impuls und seinem verzögerten Impuls erzeugen würde, obwohl festgestellt wurde, daß längere Verzögerungszeiten, d. h. gleich oder größer als der mittlere Abstand zwischen Teilhenimpulsen bei höheren Teilchenkonzentrationen, zu genaueren Korrekturen führen.

Die Impulse der Impulsreihe IL sind der Einfachheit halber sämtlich als die niedrige Schwellenspannung 42 überschreitend dargestellt. Es wird somit angenommen, daß sie von interessierenden Teilchen stammen. Der zwei Spitzen aufweisende Impuls K scheint einen nicht ganz gleichzeitigen Durchtritt zweier Teilchen wiederzugeben und die große Amplitude des Impulses I dürfte den gleichzeitigen Durchtritt zweier kleiner Teilchen durch das Meßfenster 34 anzeigen. Wie anhand der Impulsreihe IT₂ gezeigt, ergibt die Addition von N, und RJ die einzelnen und unveränderten Impulse D, E¹, F, F^f, G, H¹, I, I¹, J und K¹, sowie die "kombinierten" Impulse D¹ + E, G-' +H und J¹ + K, die als einzelne Teilchenimpulse aufaddiert werden können, wenn ihre Rückenflanke den Schwellenpegel 44 schneidet. Die Impulse D¹ und E können getrennt gezählt werden, während die Impulse G¹ + H¹ und J¹ + K zu mit Koinzidenzverlusten behafteten Zählungen führen, wobei der Impuls J¹ + K wahrscheinlich ein synthetischer Dreifachimpuls ist, d. h., daß zwei Zählungen verloren-

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gehen. Die Tatsache, daß der zufällige Abstand zwischen den Impulsen G und H gleich der Verzögerungszeit ist, führt zu der Summenbildung von G-' und H, so daß ein gleichzeitiger Koinzidenzimpuls Gr¹ + H entsteht, ebenso wie beim Impuls A 4- B in Fig. 1 . Da die zweite Impulsreihe und die zweite Impulszählung N~ eine synthetische doppelte Konzentrationszählung von N.. darstellt, wird der Term 2Nq in Gleichung (15) verwendet. Durch Einsetzen in. Gleichung (4) ergibt sich:

N₁ = N₀ (1 - KN₀) ; und (H)

N₂ = 2N₀ (1 - 2KN₀); durch Multiplikation: (15)

N₂ = 2N. - 4KN₀ ² . (16) Multipliziert man Gleichung (14) mit 4, so ergibt sich

4N₁ = 4N₀ - 4KN₀ ². (17)

Subtrahiert man Gleichung (16) von Gleichung (17) und löst nach N_n auf, so ist

N
N₀ = 2N₁ - ψ . (18)

Die Gleichung (18) kann leicht durch eine elektronische Schaltung nachgebildet werden, die die Teilchenimpulse der die Rohzählungen N₁ und N₂ darstellenden Impulsreihen so verarbeiten, daß sich eine richtige oder korrigierte Zählung ergibt. Die die Gleichung (18) darstellende Schaltung wird anhand Fig. 4 näher erläutert.

Die durch das Meßfenster 34 hindurchströmende Probe 32 erzeugt entsprechend den durchtretenden Teilchen eine Reihe N₁ erster Impulse, die vom Meßfenster 34 dem Verstärker 36 zugeführt werden. Dieser verstärkt die ersten Impulse und leitet sie in die zuvor beschriebenen Kanäle. Die verstärkten ersten Impulse werden der Schwellenschaltung 42 zugeführt. Die zweiten Impulse einer,₍ wie beschrieben, durch die Verzögerungsleitung 72 undden Addierer 74 synthetisch erzeugten zweiten Impulsreihe werden von der Addierschaltung 74 der Schwellenschaltung 44 zugeführt.

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An der Schwellenschaltung 42 entstehen entsprechend den dieser zugeführten ersten Impulse wiederum erste Impulse, die eine vorherbestimmte Amplitude überschreiten, wie anhand der Schaltung der Fig. 2 beschrieben. Die ersten, von der Schwellenschaltung 42 erzeugten Impulse werden der Multiplizierschaltung 46 zugeführt, die identisch ist mit der Multiplizierschaltung 46 der Fig. 2. Obwohl angenommen werden kann, daß eine mit zwei multiplizierende Schaltung wie die Multiplizierschaltung 46 bekannt ist, ist in Fig. 4 ein mehr ins Einzelne gehendes Blockschaltbild der Bestandteile einer solchen Multiplizierschaltung gezeigt. ·

Bei der mit zwei multiplizierenden Multiplizierschaltung 46 werden die dieser zugeführten ersten Impulse einem monostabilen Multivibrator 84 zugeleitet, der in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem sogenannten"one-shot" .bestehen kann. Der monostabile Multivibrator 84 erzeugt bei jedem ersten Impuls einen Ausgangsimpuls vorherbestimmter Amplitude und Dauer. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel arbeitet der monostabile Multivibrator 84 sehr schnell, d. h. er erzeugt Impulse mit sehr kurzer Dauer. Die vom monostabilen Multivibrator 84 erzeugten Impulse werden über einen Leiter 88 direkt einem Eingang eines ODER-G-atters 86 sowie einem Rückenflankendetektor 90 zugeführt. Dieser spricht auf das Ende, insbesondere auf die Rückenflanke des Ausgangsimpulses des monostabilen Multivibrators 84 und erzeugt einen Impuls, der einem monostabilen Multivibrator 92 zugeführt wird. Dieser ist identisch mit dem Multivibrator 84. Sein Ausgangsimpuls wird einem Rückenflankendetektor 94 zugeführt, der identisch ist mit dem Rückenflankendetektor 90 und bei der Rükkenflanke des Impulses vom monostabilen Multivibrator 92, der an den Multivibrator 96 angeschlossen ist, einen Impuls erzeugt. Der monostabile Multivibrator 96 ist wiederum identisch mit den monostabilen Multivibratoren 84 und 92. Sein Ausgangsimpuls wird dem zweiten Eingang des ODER^-Gatters 86 zugeführt. Zweck der'Rückenflankendetektoren 90 und 94 und der monostabilen Multivibratoren 92 und 96 ist es, einen zweiten Impuls zu erzeugen, der identisch ist dem vom

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monostabilen Multivibrator 84 erzeugten, jedoch zeitlich verzögert, so daß keine Teile der vom monostabilen Multivibrator 84 erzeugten Impulse überlappt werden. Durch die den beiden Eingängen des ODER-Gatters 86 zugeleiteten Impulse wird dieses durchgeschaltet und erzeugt zwei Ausgangsimpulse. Für jeden dem Eingang der Multiplizierschaltung 46 zugeführten ersten Impuls werden vom Ausgang derselben zwei erste Impulse dem Zähler 48 zugeführt. Die beiden von der Multiplikationsschaltung 46 erzeugten ersten Impulse.werden vom Zähler 48 gezählt, wie anhand der Fig. 2 erläutert, so daß laufend die Zählung von 2UTj aufläuft.

Die zweiten Impulse in der zweiten Impulsreihe N₂ werden von der Addierschaltung 74 der Schwellenschaltung 44 zugeführt. Diese erzeugt bei ihr zugeführten, eine vorherbestimmte Amplitude überschreitenden zweiten Impulsen wiederum zweite Impulse, die einer durch zwei teilenden Teilerschaltung 100 zugeführt werden.

Die zweiten Impulse werden in der Teilerschaltung 100 zunächst einem bistabilen Multivibrator 102 zugeführt, der in der bevorzugten Ausführungsform aus einer bistabilen Einrichtung besteht, die allgemein als Flip-Flop bezeichnet wird. Entsprechend dem zweiten Impuls schaltet der bistabile Multivibrator 102 aus einem ersten in einen zweiten Zustand. Beim nächsten Impuls schaltet er vom zweiten zurück in den ersten Zustand. Die Ausgangsimpulse des bistabilen Multivibrators 102 werden einem Rückenflankendetektor 104 zugeführt, der auf die Rückenflanke jedes vom bistabilen Multivibrator 102 abgegebenen Impulses einen Ausgangsimpuls abgibt. Der Ausgangsimpuls des Rückenflankendetektors 104 wird einem monostabilen Multivibrator 106 zugeführt, der identisch ist mit den monostabilen MuItivibratoren 84» 92 und 96. Der monostabile Multivibrator 106 gibt bei jedem Impuls vom Rückenflankendetektor 104 einen Ausgangsimpuls vorherbestimmter Amplitude und Dauer ab .Der Ausgang der Teilerschaltung 100, der dem Ausgangssignal des monostabilen

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Multivibrators 106 entspricht, gibt also die Hälfte der Anzahl der zweiten Impulse ab, die dem Eingang der Teilerschaltung 100 zugeführt wird. Somit erfüllt die Teilerschaltung 100 die mathematische Operation Np/2 in Gleichung (18).

Die von der Teilerschaltung 100 erzeugten zweiten Impulse werden dem zweiten Eingang des Zählers 48 zugeführt, bei deren Einlaufen der Zähler abwärts oder in abnehmender numerischer Reihenfolge zählt, so daß die Größe Np/2 von der Größe 2Ή, subtrahiert wird und sich die wahre oder korrigierte Zählung N_Q entsprechend Gleichung (18) ergibt. Die vom Zähler 48 gebildete Zählung kann der Anzeigeeinrichtung 50 zugeführt werden, die sie in einer der beschriebenen Arten anzeigt.

Statt der oben beschriebenen verschiedenen speziellen Gleichungen für Nq bei verschiedenen Ursprüngen und Beziehungen von N^ und Np können auch andere gleichermaßen gültige Gleichungen für N_Q abgeleitet und mit befriedigendem Ergebnis bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung angewendet werden. Die speziellen Gleichungen stellen also nur Beispiele einer breiteren oder allgemeinen Gruppe mathematischer Beziehungen zwischen N^ und N₂ dar, die in den Rahmen der Erfindung fallen.

Statt aufden Coulter-Teilchenanalysator ist die Erfindung gleichermaßen anwendbar auf beliebige Teilchenzählgeräte, die eine Meßoder Tastzone aufweisen, gleichgültig ob diese wie beim Coulter-Zähler durch ein elektrisches Feld oder durch Licht, akustische Energie oder ein magnetisches Feld erregt wird.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Λ Teilchenanalysator, der bei der Zählung von Teilchenimpulsen koinzidenzbedingten Fehlern unterworfen ist, gekennzeichnet durch eine erste Meßzonenanordnung (34) zur Erzeugung einer ersten Reihe von Teilchenimpulsen mit .einer ersten Anzahl von Teilchenimpulsen entsprechend dem Durchtritt einer mehrere zu zählende Teilchen enthaltenden Probe (32) durch die Meßzone, durch eine Erzeugungsschaltung (32, 36» 64» 66, 34; 72, 14) ^ur Erzeugung einer zweiten Reihe von Teilchenimpulsen mit einer zweiten Anzahl von Teilchenimpulsen und einer bestimmten Beziehung zur ersten Teilchenimpulsreihe, die durch das Probenvolumen, die Probenverdiinnung oder das Meßzonenvolumen für die erste Meßzonenanordnung bestimmt wird und durch eine Schaltung (46, 48; 68, 70, 48; 46, 100, 48), die an die erste Meßzonenanordnung und an die Erzeugungsschaltung zur mathematischen Änderung der ersten Anzahl von Teilchenimpulsen in der ersten Impulsreihe und/oder der zweiten Anzahl von Teilchenimpulsen in der zweiten Impulsreihe angeschlossen ist, wobei die Schaltung weiter so arbeitet,daß sie die Anzahl der ersten und zweiten Teilchenimpulse in der ersten und zweiten Teilchenimpulsreihe entsprechend einer bestimmten mathematischen Gleichung zur Erzeugung einer fehlerkorrigierten Teilchenimpulszählung aufspeichert .

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2. Teilchenanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Erzeugungsschaltung eine zweite MeßZonenanordnung (36) mit einem bestimmten kritischen Volumen enthält, das ein bekanntes Verhältnis zum kritischen Volumen der ersten MeßZonenanordnung aufweist, wobei die zweite MeßZonenanordnung so arbeitet, daß die zweite Teilchenimpulsreihe entsprechend dem Durchtritt einer mehrere zu zählende Teilchen enthaltenden zweiten Probe (32) durch die Meßzonenanordnung erzeugt, wobei das Volumen der zweiten Probe gleich dem der ersten Probe ist.

3· Teilchenanalysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung die erste und/oder zweite Impulszahl mathematisch ändert und die erste und zweite

Impulszahl nach folgender Gleichung speichert: alL - N₉

^O ~ a - 1 '

worin IL die Anzahl der ersten Teilchenimpulse in der ersten Impulsreihe, Np die Anzahl der zweiten Teilchenimpulse in der zweiten Impulsreihe, a das Verhältnis der Öffnungsgröße oder des kritischen Volumens der Öffnung und N_ die fehlerkorrigierte Teilchenimpulszählung ist

4. Teilchenanalysator nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß a, das Verhältnis der Öffnungsgrößen oder der kritischen Volumina der Öffnungen, gleich 2 ist und die Gleichung lautet:
2N₁ - N₂ = N₀ .

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5. Teilchenanalysator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung folgende Bestandteile enthält: eine Multiplikationsschaltung (46), die an die erste MeßZonenanordnung angeschlossen ist und die erste Anzahl von Teilchenimpulsen mit einer ersten bestimmten Zahl zur Bildung der geänderten Anzahl der ersten Impulse multipliziert, und eine an die MuItiplikationsschaltung und die Erzeugungsschaltung angeschlossene Kombinationsschaltung zum Speichern der Anzahl der ersten und zweiten Impulse zur Erzeugung der fehlerkorrigierten Teilchenimpulszählung .

6. Teilchenanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Erzeugungsschaltung an die erste Meßzonenanordnung angeschlossen ist und die zweite Teilchenimpulsreihe bei Durchtritt durch die erste Meßzonenanordnung einer zweiten Probe (64) erzeugt, die mehrere zu zählende Teilhen enthält, wobei die zweite Probe gegenüber der ersten Probe ein bekanntes Verdünnungsverhältnis aufweist und ihr Volumen gleich dem der ersten Probe ist.

7. Teilchenanalysator nach Anspruch 1 oder. 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung die erste und/oder zweite Impulszahl mathematisch ändert und die erste und zweite Impulszahl nach folgender Gleichung speichert: '

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E²N₂ - N₁
^N0 ⁼ a - 1

worin N₁ die Anzahl der ersten Teilchenimpulse in der ersten Impulsreihe, N₂ die Anzahl der zweiten Teilchenimpulse in der zweiten Impulsreihe, a das Verdünnungsverhältnis zwischen den beiden Proben und N_Q die fehlerkorrigierte Teilchenimpulszählung ist.

8. Teilchenanalysator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß a, Verdünnungsverhältnis zwischen der ersten und zweiten Probe, gleich 2 ist und

die Gleichung lautet:
N₀ = 4N₂ - N₁ .

9. Teilchenanalysator nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung folgende Bestandteile enthält: eine an die Erzeugungsschaltung angeschlossene Multiplikationsschaltung (70), die zur Bildung der geänderten Anzahl der zweiten Impulse die zweite Anzahl der Teilchenimpulse mit einer zweiten bestimmten Zahl multipliziert, und eine an die Multiplikationsschaltung und die Meßzonenanordnung angeschlossene Kombinationsschaltung (48) zum Speiehern der Anzahl der ersten und zwdten Impulse zur Bildung der fehlerkorrigierten Teilchenimpuls zählung.

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10. Teilchenanalysator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung folgende Bestandteile enthält: eine an die erste Meßzonenanordnung angeschlossene Verzögerungsschaltung (72), die auf die erste Teilchenimpulsreihe eine zeitlich verzögerte erste Teilchenimpulsreihe erzeugt, und eine an die Verzögerungsschaltung und die erste Meßzonenanordnung angeschlossene Summationsschaltung (74) zur Summation der ersten Teilchenimpulsreihe und der zeitlich verzögerten TeilCxxenimpulsreihe, die zur Bildung der zweiten Teilchenimpulsreihe dieser zugeführt werden.

11. Teilchenanalysator nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung die erste und zweite Impulszahl mathematisch ändert und die geänderte erste und zweite Impulszahl nach folgender Gleichung ändert:

^No = ^2N1 - Ύ >

worin N.. die Anzahl der ersten Teilchenimpulse in der ersten Impulsreihe, Np ^ie Anzahl der zweiten Teilchenimpulse in der zweiten Impulsrdhe und N_Q die fehlerkorrigierte Teilchenimpulszählung ist.

2. Teilchenanalysator nach Anspruch 1 , 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltung folgende Bestandteile enthält: eine erste an die erste Meßzonenanordnung angeschlossene Multiplikationsschaltung (46), die zur Bildung der geänderten Anzahl von ersten Impulsen die erste Anzahl von

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Λ*

Teilchenimpulsen mit einer ersten bestimmten Zahl multipliziert, eine zweite an die Erzeugungsschaltung angeschlossene Kultiplikationsschaltung (100), die zur Bildung der geänderten Zahl der zweiten Impulse die zweite Anzahl von Teilchenimpulsen mit einer zweiten bestimmten Zahl multipliziert und eine an die erste und zweite Multiplikationsschaltung angeschlossene Kombinationsschaltung (48), die die geänderte Anzahl der ersten und zweiten Impulse zur Bildung der fehlerkorrigierten Teilchenimpulszählung aufspeichert.

13. Teilchenanalysator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Kombinationsschaltung aus einem Zähler (48) besteht, der bei der geänderten Anzahl erster Impulse in aufsteigender numerischer Reihenfolge und bei der geänderten Anzahl zweiter Impulse in abnehmender numerischer Reihenfolge zählt.

14. Teilchenanalysator nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß die MuItiplikationsschaltung mit zwei multipliziert, so daß bei jedem ihr zugeführten ersten Impuls zwei erste Impulse erzeugt werden, und daß die zweite Multiplikationsschaltung mit 1/2 multipliziert, so daß bei Jeweils zwei ihr zugeführten ersten Impulsen ein erster Impuls erzeugt wird.

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